海南省2020年中考物理一轮复习 考点通关 第十二讲 电学微专题9 伏安法实验分层训练

第十二讲电学微专题微专题9伏安法实验(建议时间：45分钟)基础过关实验1探究电流与电压的关系1. 探究“通过导体的电流与导体两端电压的关系”，实验装置如图甲所示(电源电压恒定，电阻R阻值不变)(1)用笔画线代替导线将电路连接完整第1题图(2)将滑动变阻器的滑片滑至最右端，闭合开关后，发现电流表有示数，但电压表示数为0，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数仍为0，电流表示数有变化，经检查是图中有一根导线断了，则该导线是_(选填“a”“b”或“c”)(3)电路连接正确后，调节滑动变阻器滑片，测得电压表的示数为1 V，要使电压表的示数变大，滑动变阻器的滑片应向_(选填“左”或“右”)移动(4)根据多次测得的电流和电压值绘制了如图乙所示的IU图像，分析图像可得出的结论是：当_一定时，_.2. 小明用如图甲所示的电路探究“导体中的电流跟导体两端电压的关系”，图乙是小明未完成连接的实验电路，用两节干电池作电源第2题图(1)请按照图甲所示电路图用笔画线代替导线，完成图乙中实物电路的连接(2)小明按要求正确连接电路后，闭合开关，发现电压表指针偏转到满刻度的位置其原因可能是_(写出一个)(3)解决完(2)中出现的问题后，小明通过调节滑动变阻器滑片，测出通过电阻R的不同电流和对应的电压值，如下表所示序号12345U/V0.51.01.52.02.5I/A0.10.20.30.40.5由实验数据可知，小明在实验中所用电阻R的阻值为_，当通过的电流为0.5 A时，电阻R的电功率为_W.(4)此实验中多次测量的目的与下面的_(选填“A”或“B”)实验中多次测量的目的相同A. 探究串联电路的电压规律B. 测量定值电阻的阻值实验2探究电流与电阻的关系3. (2019金华)利用如图电路研究“电流与电阻的关系”，其中电流表量程为“00.6 A”，电压表量程为“03 V”，滑动变阻器的规格为“50 ，1 A”依次将阻值为5 、10 、20 的定值电阻接入AB之间完成实验，获得数据如下表第3题图实验组别123电阻R()51020电流I(A)0.40.20.1请回答：(1)完成第一组实验，断开开关，拆下5 的电阻，改接10 的电阻继续操作有以下四步：闭合开关；将滑动变阻器的滑片移到最右端；记录电流表示数；将滑动变阻器的滑片移到适当位置从安全和规范角度考虑，正确的顺序是_(2)上述操作中判断滑片已处于适当位置的依据是_(3)依据表中数据作出了下列图像，其中正确的是_(4)要完成本次实验，电源最多只能将_节干电池串联4. (2019营口改编)小明和同学们探究“电流与电阻的关系”的实验，小明选择了如下器材：电源(电压恒为4.5 V)、滑动变阻器“20 2 A”、电流表、电压表、开关、定值电阻(5 、10 、15 、20 的各一个)、导线若干第4题图(1)小明在检查实验仪器时，发现电流表的指针偏向“0”刻度线的左侧，小明应_(2)请用笔画线代替导线帮助小明完成图中电路的连接(3)闭合开关后，发现电流表有示数，电压表示数为零，经检查，电流表、电压表正常且连接完好，则电路存在的故障可能是_(4)排除故障后，小明先将5 电阻接入电路，调节滑动变阻器滑片使电阻两端的电压为2 V，再将5 电阻换成10 电阻后，小明接下来的操作是：_；当把10 的电阻换成20 的电阻后，无论怎样调节滑动变阻器的滑片都无法使电压表示数达到控制值，说明_(5)更换器材后重新实验，小明得出的结论是：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成_比实验3测量定值电阻的阻值5. (2019安徽)图甲为伏安法测电阻的实验电路图第5题图(1)闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于_(选填“a”或“b”)端(2)小亮同学用完好的器材按图甲正确连接好电路，“试触”时，发现电流表的指针偏转很小；移动滑动变阻器的滑片，发现指针偏转仍然较小产生该现象的原因可能是_(3)电路调试完成后，某次实验中电压表和电流表示数如图乙和丙所示，则此时被测电阻两端的电压为_V，该电阻的阻值为_.6. (2019天水)利用图甲所示的电路测量未知电阻Rx的阻值，阻值大约为5 .第6题图(1)请你根据电路图，用笔画线代替导线，将图乙的实验电路连接完整(2)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片置于_(选填“A”或“B”)端(3)闭合开关，发现电压表和电流表均无示数小芳利用另一只完好的电压表进行检测，把电压表分别接在a、b之间和b、c之间，电压表均有示数；接在a、c之间，电压表无示数如果电路连接完好，只有一个元件有故障，该故障是_(4)排除故障后，调节滑动变阻器，记录多组数据画出了待测电阻Rx的IU图像，如图丙所示由图像可得Rx_.(5)如图所示的实验电路图，不能够得出定值电阻Rx阻值的电路是_7. (2019南京改编)有两只阻值未知的定值电阻R1、R2.(1)图甲是用伏安法测R1阻值的实物电路，电源电压恒为3 V，滑动变阻器最大阻值为10 .第7题图甲图中有一根导线连接错误，请在该导线上画“”并在图上改正(所画的导线用实线且不能交叉)改正电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，两电表均无示数，其原因可能是_(填字母)A. 滑动变阻器断路B. R1断路C. R1短路故障排除后，正确操作实验器材，移动滑片，当电压表示数为1.2 V时，电流表示数如图乙所示，则待测电阻R1_.现有以下三组数据，分析可知，不可能通过以上实验获得的数据有_(填序号)实验序号U/VI/AR1/10.80.221.60.431.90.475(2)图丙是能巧妙测R2阻值的实验电路，图中R为电阻箱，R0为定值电阻(阻值未知)，要求仅利用电阻箱读数表达R2的阻值，请在空白处填上适当内容将开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱R的阻值RA；将开关接b，只调节电阻箱，保持_不变，记下电阻箱R的阻值RB；则R2_第7题图丙实验4测量小灯泡的阻值8. 小张在用“伏安法”测小灯泡的电阻实验中，连接了如图甲所示的实物图，小灯泡的额定电压为2.5 V.第8题图(1)闭合开关前，应调节滑动变阻器的滑片到_(选填“A”或“B”)端(2)测量过程中，某一次的电流值如图乙所示，则电流值是_A这时，灯丝突然烧断，则电压表的示数_(选填“变大”“变小”或“不变”)换相同规格的灯泡后，移动滑片，根据测得的数据绘制出IU图像如图丙所示，则小灯泡正常发光时灯丝的电阻为_.(3)由图丙可知，小灯泡的IU图像不是一条直线，原因是_9. (2019南充)如图是“测量小灯泡电阻”的实验装置，电源电压恒为6 V，小灯泡的额定电压为3.8 V.第9题图(1)检查无误后，闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动，请写出表、表的示数变化情况：_.(2)移动滑片获得了表格中的实验数据：实验次数发光情况电压(V)电流(A)灯丝电阻()1刚发光1.50.22暗2.50.38.33亮3.80.429.0请计算出第1次实验时灯丝的电阻，R1_.(3)分析数据及实验现象可知：灯越亮，灯丝电阻越大，说明灯丝的电阻与_有关(4)现电压表015 V量程损坏，而03 V量程完好，在不增减器材的情况下，请设计测量小灯泡额定功率的实验，写出必要的调整步骤：_10. 如图甲所示为小东测量小灯泡电阻的实验图，提供的器材有：小灯泡(额定电压为2.5 V，阻值约5 )、电流表和电压表、滑动变阻器(A.10 1 A；B.50 0.3 A)，导线若干第10题图(1)请用笔画线代替导线，将图甲中的实物电路连接完整(导线不能交叉)(2)滑动变阻器应选_(填器材前面的序号)(3)在某次测量中，调节滑动变阻器滑片到某一位置，电压表示数为2.2 V，要测小灯泡正常发光时的电阻，应进行的操作是_(4)小华实验过程中发现电流表坏了，老师给了她一个已知阻值为R0的定值电阻和一个单刀双掷开关，借助部分现有的实验器材，小华设计了如图乙所示的实验电路下面是她的实验过程，请你帮她完成实验按图连接电路，闭合S1，S2接a，调节滑动变阻器滑片，使电压表示数为_V；保持滑动变阻器滑片的位置不变，S2接b，读出电压表示数为U0；小灯泡正常发光时电阻的表达式为RL_(用已知量和测量量表示，电源电压记为U)实验5测量小灯泡的电功率 11. 在“测量小灯泡的电功率”的实验中，小灯泡的额定电压为2.5 V，正常发光时的电阻约为8 .(1)在图甲中，有一根导线未连接，请用笔画线代替导线将电路连接完整(2)闭合开关后，小灯泡不亮，电流表没有示数，电压表示数超过量程，经检查，导线连接完好，则电路故障可能是小灯泡发生了_(选填“短路”或“断路”)(3)排除故障后，移动滑片P到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为_ V；此时要测量小灯泡的额定功率，应将滑片P向_(选填“左”或“右”)端移动(4)移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数，并绘制成图丙所示的IU图像，由图像可计算出小灯泡的额定功率是_ W.丙第11题图12. (2019青海省卷)在“测量小灯泡的电功率”的实验中，所用小灯泡的额定电压为2.5 V，电源为两节新干电池第12题图(1)请用笔画线表示导线将图甲所示的电路连接完整要求滑动变阻器滑片P向左滑动时，接入电路中的电阻变小(2)在连接完最后一根导线时，小灯泡立即发出明亮的光，检查后发现连线正确，请你找出实验中的两个操作不当之处：_；_.(3)改正不当操作后，连续4次测量，测得的数据和观察到的现象如下表所示，其中第2次测量时电流表的示数如图乙所示为_A；小灯泡的额定功率是_W.实验次数电压U/V电流I/A电功率P/W小灯泡发光情况11.50.24很暗22较暗32.50.28明亮430.31很亮(4)通过实验发现，小灯泡两端的_越大，电功率越大，灯泡越_13. 在测量小灯泡的额定功率的实验中，小灯泡额定电压为3.8 V.第13题图(1)请你用笔画线代替导线，将图甲的实物电路连接完整(2)闭合开关后，小灯泡发光十分微弱，移动滑动变阻器的滑片也不能改变灯泡的亮度，则原因可能是_(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为3.8 V时，电流表的示数如图乙所示，为_A，由此可得小灯泡的额定功率为_W.(4)若实验室电流表损坏，小明借助了一个电阻已知的定值电阻R0，并设计了如图丙所示的电路(电源电压为U，且保持不变)，也正确的测量出了一个额定电压为U额的小灯泡的额定功率其实验步骤如下，请补充完整：闭合开关S 、S1，断开S2，移动滑动变阻器R1的滑片，使电压表的示数为U1_，此时小灯泡正常发光；闭合开关S 、S2，断开S1，使滑动变阻器R1的滑片保持不动，读出电压表示数为U2；则小灯泡额定功率的表达式为P额_(用U额 、U 、U2 、R0表示)14. (2019眉山改编)测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡(额定电压为2.5 V)、电源(电压恒为6 V)、电流表(00.6 A、03 A)、电压表(03 V、015 V)、滑动变阻器、开关各一只，导线若干第14题图(1)请将甲图中的实物电路图连接完整(2)电路连接正确后，闭合开关，发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来应进行的操作是_A. 检查灯泡是否断路B. 检查灯泡是否短路C. 检查开关接触是否良好D. 移动滑动变阻器的滑片(3)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为_A，小灯泡的额定功率为_W.(4)完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R，实验方案如下：按电路图连接电路只闭合开关S1，移动R1的滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光只闭合开关S2，保持R1的滑片位置不动，移动R2的滑片，使电流表的示数为I额保持R2的滑片位置不动，将R1的滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2.小灯泡额定功率的表达式为P额_(用I额、I1、I2、R表示)参考答案及解析微专题9伏安法实验 基础过关1. (1)如答图所示(2)b(3)左(4)电阻通过导体的电流与导体两端的电压成正比第1题答图2. (1)如答图所示(2)电阻R断路(3)51.25(4)A 第2题答图【解析】(1)电源是由两节干电池串联组成的，电压为3 V，则电压表的量程选择03 V，且与R并联；滑动变阻器的左下方接线柱与电阻R串联时，滑片左移，电流表的示数增大，如答图所示；(2)电压表指针偏转到满刻度的位置说明电压表并联在电源的两端测电源电压，可能是电压表并联的部分断路即电阻R断路；(3)根据R，由图中数据可得，电阻R的阻值为5 ，当电路电流为0.5 A，电阻R两端的电压为2.5 V，故电阻R的功率为PUI2.5 V0.5 A1.25 W；(4)探究导体中的电流与导体两端电压的关系时，多次测量的目的是得出普遍规律，探究串联电路的电压规律时，多次测量的目的是得出普遍规律，测量定值电阻的阻值时，多次测量的目的是减小误差，故选 A.3. (1)(2)电压表示数为2 V (3)AB(4)4【解析】(1)从安全和规范的角度，在开关闭合前，应该将滑动变阻器的滑片移到接入电路部分阻值最大处，即先再；接着移动滑动变阻器的滑片到适当位置，记录电流表的示数，因此正确的顺序为：；(2)此实验是研究“电流与电阻的关系”，应控制定值电阻两端的电压不变，根据表中数据，定值电阻两端的电压为2 V，即闭合开关后移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2 V；(3)根据表中的数据，电阻增大时，电路中电流减小，即电流表示数减小，因此A图像正确；处理表中的数据，电阻值转化为电阻倒数的值，即电阻的倒数增大，电流表的示数增大，因此图像B也正确，即正确的选项为AB；(4)因为电流表的量程为00.6 A，电压表的量程为03 V；当接入电路的定值电阻的阻值为20 时，为探究“电流与电阻的关系”，此时电压表示数为2 V，此时电路电流为I0.1 A，而滑动变阻器的最大阻值为50 ，此时滑动变阻器两端电压最大为U滑IR滑0.1 A50 5 V，因此电源电压最多为7 V，即将4节干电池串联4. (1)将电流表指针调零(2)如答图所示(3)定值电阻短路(4)调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数仍为2 V滑动变阻器最大阻值太小(5)反第4题答图【解析】(1)检查器材时发现电流表指针没有指在零刻度线处，应该将电流表指针调零；(2)电流表要串联在电路中，电压表要和定值电阻并联，因为电源电压为4.5 V，为了测量精确，电压表应选03 V的量程，电流表应选00.6 A的量程，如答图所示；(3)电流表有示数，说明电路通路，电压表没有示数，而电压表正常且连接完整，因此是定值电阻短路；(4)将5 的电阻换成10 的电阻后，如果滑动变阻器的电阻不变，而定值电阻变大，则它两端的电压变大，而实验要控制电压一定，因此下一步的操作是调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数仍为2 V；将10 的电阻换成20 的电阻后，因滑动变阻器的最大阻值为20 ，当滑动变阻器调到最大值时，此时电路中的电流最小，即20 的定值电阻两端的最小电压为2.25 V，所以调不到2 V，原因是滑动变阻器最大阻值太小；(5)当电压一定时，导体中的电流和导体的电阻成反比5. (1)a(2)电流表所选量程过大(3)2.410 【解析】(1)闭合开关前，滑片应移到最大阻值处，即a端；(2)电路连接正确，试触时发现电流表指针偏转较小，原因可能是滑动变阻器接入电路阻值过大或电流表选择大量程，移动滑片指针偏转依然较小，其原因可能是电流表选择了大量程；(3)由图甲知电压表测量电阻两端电压，电流表测量电路电流，由图乙知电压表的示数为2.4 V，电流表的示数为0.24 A，由欧姆定律R得电阻的阻值为10 .6. (1)如答图所示(2)B(3)滑动变阻器断路(4)4.0 (5)B第6题答图【解析】(1)由题意知，电源电压为3 V，Rx的电阻约为5 ，则电路中的最大电流约为I0.6 A，故电流表选择小量程，如答图所示；(2)为保护电路，闭合开关前，滑片应置于阻值最大处，即B端；(3)电压表有示数，则电压表与电源构成通路，否则电压表到电源两端存在断路，可知电路故障为滑动变阻器断路；(4)由题图丙可知，图像过原点，当电压为2.0 V时，电流为0.5 A，则电阻为Rx4.0 ；(5)A图中，Rx两端电压为UxUVIAR，电阻为Rx10 ；B图中，通过Rx的电流不能测量，故其电阻值无法测量；C图中，根据并联分流原理，解得Rx10 ；D图中，滑片在最右端时，电路为未知定值电阻的简单电路，电源电压为UI右Rx，滑片在最左端时，两电阻串联，电源电压为UI左RxUV，联立解得Rx.故选B.7. (1)如答图所示 A 41、3(2)电流表示数IRARB第7题答图【解析】(1)滑动变阻器要和电阻串联，电压表要和电阻并联，具体如答图所示；无论怎样移动滑动变阻器滑片，两个电表都无示数，说明电路存在断路，如果R1断路，电压表和电源是连通的，电压表有示数；因此可能是滑动变阻器断路，故选A；电流表选的是00.6 A的量程，分度值为0.02 A，读数为0.3 A，待测电阻为R14 ；当电阻两端的电压为0.8 V时，滑动变阻器两端的电压为UP1UU13 V0.8 V2.2 V，此时滑动变阻器连入电路中的电阻为RP111 ，而滑动变阻器的最大阻值为10 ，不可能获得第1组数据；同样计算出第2次RP23.5 ，可能获得此数据；因为电流表的分度值为0.02 A，因此电流不可能读出0.475 A，故不可能获得第3组数据；(2)开关接a，调节电阻箱和滑动变阻器滑片P至适当位置，记下电流表的示数I和电阻箱R的电阻RA；将开关接b，调节电阻箱，保持电流表的示数I不变，记下电阻箱R的电阻RB；由于电流相同，所以R0RAR0RBR2，则R2RARB.8. (1)A(2)0.26变大10(3)不同电压下小灯泡的电阻不同9. (1)表示数变大、表示数变大(2)7.5(3)温度(4)将电压表并联在滑动变阻器的两端，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2.2 V【解析】(1)闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，从而导致电路的总电阻变小，由欧姆定律I可知，在电源电压不变时，总电阻变小，电流变大，故电流表的示数变大，由UIR可知，小灯泡两端的电压增大，因为电压表测量的是小灯泡两端的电压，所以电压表的示数变大；(2)第1次实验时灯丝的电阻为R17.5 ；(3)分析数据及实验现象可知：灯泡越亮，灯泡的实际功率越大，灯丝温度越高，因灯泡越亮时灯丝的电阻越大，说明灯丝的电阻随温度的升高而变大；(4)电源电压为6 V，电压表“015 V”量程不能用，由串联电路的电压特点可知，当灯泡两端电压为3.8 V时，滑动变阻器两端的电压为2.2 V；所以，应使用电压表的03 V的量程测滑动变阻器两端的电压，当电压表示数为2.2 V时，灯泡两端的电压为3.8 V，此时灯泡正常发光，记下此时电流表的示数I.10. (1)如答图所示 (2)A(3)滑动变阻器的滑片向右移动(4)2.52.5 V第10题答图【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5 V，则电压表所选量程为03 V，连接如答图所示；(2)已知灯泡的额定电压为2.5 V，灯泡的电阻为5 ，则小灯泡正常发光时的电流为0.5 A，故选滑动变阻器A；(3)电压表示数为2.2 V时，小于小灯泡的额定电压，则应减小滑动变阻器接入电路的阻值，即应将滑片向右移动；(4)当S2接b时，电路电流为I1，电源电压为U，滑动变阻器接入电路的阻值为R滑，当S2接a时，电路电流为I2，则小灯泡的电阻为RL2.5 V.11. (1)如答图所示(2)断路(3)2.2右(4)0.75第11题答图12. (1)如答图所示(2)连接电路时开关没有断开 滑动变阻器的滑片没有调到最大阻值处(3)0.26 0.7(4)电压 亮第12题答图【解析】(1)滑片P向左滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，故应将滑动变阻器左下接线柱与电源负极连接起来，如答图所示；(2)连接完最后一根导线，灯泡立即发光，说明连接电路时没有断开开关；灯泡发出明亮的光，说明电路中电流太大，电路电阻太小，即闭合开关前，滑动变阻器滑片没有调到最大阻值处；(3)由图乙可知，电流表选用小量程，分度值为0.02 A，电流表的示数为0.26 A；由表格中数据可知，当电压表的示数为2.5 V时，通过灯泡的电流为0.28 A，则灯泡的额定功率P额U额I额2.5 V0.28 A0.7 W；(4)由表中数据知，灯泡两端的电压越大，通过灯泡的电流越大，根据PUI知，小灯泡的实际功率越大，小灯泡越亮13. (1)如答图所示(2)滑动变阻器的两个下接线柱接入电路(3)0.41.52 (4)UU额第13题答图14. (1)如答图所示(2)D(3)0.30.75(4)I第14题答图【解析】(1)小灯泡额定电压为2.5 V，故电压表应选03 V量程，实物连接如答图所示；(2)电流表、电压表均有示数，说明电路为通路，灯泡不发光，可能是电路中电流太小，电路总电阻太大，接下来的操作是：移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光，故选D；(3)电流表选用小量程，分度值为0.02 A，示数为0.3 A，小灯泡的额定功率P额U额I2.5 V0.3 A0.75 W；(4)按电路图连接电路；闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额，灯泡正常发光此时灯泡与R1串联；闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2RL；保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器R1滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将滑动变阻器R1的滑片移到最右端，电流表的示数为I2.由串联电路特点和欧姆定律可得： UI1R2I2(RR2)，得：R2，小灯泡额定功率的表达式为P额I额2RLI额2R2I.- 19 -